Glasartade snabba jonledare kan användas som fasta elektrolyter, katodmaterial, ledande fibrer och elektrokroma glas på grund av deras höga jonledningsförmåga och goda transparens. Även om ledarnas ledningsförmåga är starkt beroende av hur glasnätverk är organiserade, det är mycket svårt att fint karakterisera glasstrukturen, och därför har förhållandet mellan konduktiviteten och glasstrukturerna sällan rapporterats. Solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) är extremt lämplig för att sondera glasstrukturer på grund av dess flexibla och omfattande förmåga att detektera strukturinformationen för glasaktiga material på atomär skala.

För närvarande, dopningen av övergångsmetalljoner i fosfatglas har väckt stor uppmärksamhet eftersom övergångsmetalljonerna avsevärt kan modifiera den elektriska ledningsförmågan och optiska egenskaperna hos glasen. Tillsatsen av alkalihalogenid kan ytterligare främja jonernas rörlighet.

Senast, en forskargrupp ledd av Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, kinesiska vetenskapsakademin, har undersökt strukturerna hos MoO3-dopade fosfatjoniska ledande glasögon i detalj med hjälp av flera solid-state NMR-tekniker. Studien publicerades i Journal of Physical Chemistry C .

I sina experiment, PO _5/2 ersattes med samma mängd MoO3. De lokala miljöerna av ³¹ P, ⁷ Li, och ³⁵ Cl karakteriserades med enkelpuls NMR-spektra. Distributionen och anslutningen av fosfornätverk studerades med tvådimensionella NMR-experiment. Ramanspektra användes för att detektera de lokala miljöerna i Mo. De komplexa impedanserna har också mätts för att erhålla jonledningsförmågan hos dessa glas.

De fann att jonledningsförmågan förbättrades cirka 250 gånger med ersättning av PO5/2 med MoO3, och maxvärdet nådde 1,05×10 ^-5 S·cm ^-1 vid 18 °C för x =70. I dessa glas, Cl-joner endast bundna till Li ⁺ joner men inte P ⁵⁺ eller Mo ⁶⁺ . Inom intervallet x ≤ 20, fosforfaser dominerade glasögonnätverket och fosforkedjor bröts upp till dimera fosforarter Q ⁽¹⁾ 0Mo av Li ⁺ joner. Det genomsnittliga antalet Li ⁺ joner i fosforfasen ökade kraftigt. Ökningen av jonkonduktivitet bör främst bero på ökningen av Li ⁺ jonkoncentration i fosforfaserna och generering av lösare dimerstruktur.

Dock, inom intervallet 20 ≤ x ≤ 70, de dimera fosforarterna bröts gradvis till ortofosfat Q ⁽⁰⁾ 1Mo-arter dispergerade i molybdenfaser. Sedan minskningen av PO _5/2 , ett stort antal Li ⁺ joner som gradvis överförs från fosforoxidfaser till molybdenoxidfaser. I detta intervall, ökningen av jonkonduktiviteten bör bero på ökningen av Li ⁺ jonledningsförmåga i molybdenfaser.

Denna studie utvecklar en omfattande glasstrukturevolutionsmodell med kompositioner och presenterar en djupgående insikt i effekterna av kompositioner och strukturer på jonledningsförmåga. Resultaten av detta arbete kan vara värdefulla för kompositionsdesigner av glaselektrolyter.